JPH0229201Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、タービンケーシングに蒸気加減弁を
直接に設置したシエルマウントタイプによる蒸気
加減弁制御装置に関する。

（従来の技術） 一般に、蒸気タービンに組込まれる蒸気加減弁
装置には、(1)、タービンケーシングに直接に蒸気
加減弁を設置するシエルマウントタイプのもの
と、(2)、蒸気加減弁をタービンケーシングから離
れた位置に設置した分離タイプの二種類が提案さ
れている。

上記シエルマウントタイプは、タービンケーシ
ングに蒸気加減弁を直接に設置するため、タービ
ンケーシングの構造上、小口径の蒸気加減弁、つ
まり、小容量の蒸気タービンに適しており、他
方、上記分離タイプのものは、大容量の蒸気ター
ビンに適している。

しかし、上述したシエルマウントタイプは、蒸
気タービンの全体設備からすれば、コンパクト
で、しかも、安価な蒸気タービンを提供できると
共に、蒸気加減弁がタービン蒸気入口部の近接し
て設けられるため、蒸気加減弁の下流側の蒸気容
積が上記分離タイプのものに比較して小さくなる
ため、蒸気タービンの負荷遮断時、タービン回転
数の加速エネルギーが小さく、過速防止上、有用
とされている。

従つて、最近では、上記シエルマウントタイプ
の適用範囲が拡大され、比較的に大きな容量の蒸
気タービンに対しても、シエルマウントタイプが
採用されるようになつてきた。

しかし、このようなシエルマウントタイプによ
る蒸気タービンの蒸気加減弁が大容量の蒸気ター
ビンにそのまゝ適用されると、蒸気加減弁の口径
が大きくなると共に、この蒸気加減弁に開弁動作
のとき、蒸気加減弁に作用する蒸気圧によるアン
バランスを生じるおそれがある。

既に提案されたこの種のシエルマウントタイプ
による蒸気タービンの蒸気加減弁制御装置は、第
１図に示されるように、タービンケーシングに蒸
気加減弁を直接に設置したものである。

即ち、第１図において、タービンケーシング１
の一部には、蒸気加減弁装置２が設置されてお
り、この蒸気加減弁装置２の加減弁ロツド３の弁
体３ａは上記タービンケーシング１の弁座１ａに
開閉自在に設けられている。又、上記蒸気加減弁
装置２の一部には、カムローラー４を有するカム
レバー５の一端部が支軸６で回動自在に枢着され
ており、上記加減弁ロツド３に直交する位置の上
記カムレバー５はこの加減弁ロツド３をピン軸７
で軸支されており、しかも、この加減弁ロツド３
の上部と上記蒸気加減弁装置１のケース２ａとの
間には、伸張性のコイルばね８が上記弁体３ａを
弁座１ａに押圧し得るようにして介装されてい
る。

一方、上記カムレバー５のカムローラー４の下
位に位置する静止部材には、一対の軸受９が設け
られており、この両軸受９には、ピニオン１０を
有するカム軸１１が回動自在に軸装されている。
又、このカム軸１１には、カム１２が軸着されて
おり、このカム１２は、上記カムローラー４を上
記支軸６を周りに押動し得るようになつている。
さらに、上記ピニオン１０には、ラツク１３が噛
合しており、このラツク１３の下端部には、油圧
装置１４のピストンロツド１５が連結されてい
る。さらに又、上記ピストンロツド１５には、入
力レバー１６が略水平にして設けられており、こ
の入力レバー１６の中程には、パイロツト弁１７
の弁棒１８が連結されている。又、このパイロツ
ト弁１７のシリンダー１７ａの中程には、供給口
ａが穿設されており、上記シリンダー１７ａの
上・下部には、各吐出口ｂ，ｃが穿設されてい
る。さらに、この両吐出口ｂ，ｃには、各供給管
１９ａ，１９ｂが上記油圧装置１４のシリンダー
１４ａの開弁ポート１４ｂ及び閉弁ポート１４ｃ
に接続されている。

従つて、上述した蒸気タービンの蒸気加減弁制
御装置は、蒸気加減弁装置２の開弁時、上記入力
レバー１６の一端部を下方へ押圧すると、この入
力レバー１６に連結された弁棒１８はシリンダー
ー１７ａ内を降下して吐出口ｂを開口するから、
供給口ａから流入した圧力流体は、供給管１９ａ
から開弁ポート１４ｂを通して上記油圧装置１４
のシリンダー１４ａ内に流入してピストンロツド
１５のピストン１５ａを上方へ押し上げると同時
に、上記シリンダー１４ａの上部キヤビンの流体
は閉ポート１４ｃから供給管１９ｂを通してパイ
ロツト弁１７がわへ還流すると共に、上記ピスト
ンロツド１５のラツク１３を上方へ押し上げるの
で、このラツク１３に噛合するピニオン１０は反
時計方向に回動する。すると、このピニオン１０
と一体のカム軸１１のカム１２は、カムローラー
４を上方へ押し上げるので、このカムローラー４
と一体のカムレバー５は支軸６を中心に回動し、
これによつて蒸気加減弁装置２の加減弁ロツド３
を打上し、この加減弁ロツド３の弁体３ａを弁座
１ａから離間して開弁し、蒸気をタービンへ供給
するようになつている。

又一方、蒸気加減弁装置２の閉弁時、上記入力
レバー１６の一端部を上方へ押上げることによ
り、前述した逆の順序で、蒸気加減弁装置２の弁
体３ａを弁座１ａに当接して閉弁するようになつ
ている。

このように上述した蒸気タービンの蒸気加減弁
制御装置は、油圧装置１４の油圧力によつて上記
蒸気加減弁装置２を駆動するダブルアクテング型
を採用しており、しかも、蒸気加減弁装置２は、
タービン負荷遮断時等に急閉弁動作をする必要が
ある。

特に、このダブルアクテイングのとき、小容量
の蒸気タービンであれば、蒸気加減弁装置２の不
均衡が小さいことから、小さい油筒によつて十分
な開閉動作をすることができると共に、小さい油
筒であることから、蒸気加減弁装置２を急に閉弁
するときに必要な油量も少なくてすみ、油圧供給
源に対し、外乱を与えるおそれはない。

しかるに、前述したように、大容量による蒸気
タービンに対しても、シエルマウントタイプを採
用する傾向になるにつれて、蒸気加減弁装置２の
口径も大きくなり、蒸気のアンバランスが増大
し、これらにならつて、油圧装置１４のシリンダ
ー１４ａの口径を大きくすることを余儀なくされ
るに至つた。

しかし、従来のダブルアクテングタイプのまゝ
油圧装置１４のシリンダー１４ａの口径を大きく
すると、蒸気加減弁装置２を急に閉弁するとき、
多量の油を必要とするばかりでなく、この多量の
油を瞬時に供給することが困難になる。

そこで、第２図に示される蒸気加減弁制御装置
が提案されている。

即ち、この蒸気加減弁制御装置における油圧装
置１４は、蒸気加減弁装置２の閉弁時、コイルば
ね２０をシリンダー１４ａの上部キヤビン内に介
装し、このコイルばね２０の弾力によつてピスト
ン１５ａを押下するようになつている。この場
合、上記油圧装置１４は開弁方向に対し、大きな
出力を確保できるし、閉弁時には、上記コイルば
ね２０の弾力によつて閉弁するので、急に閉弁す
る時には、圧力流体（油）を必要とせずに、油圧
供給源に対して外乱現象を生じるおそれはない。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上述した蒸気タービンの蒸気加
減弁制御装置は、前述したように、蒸気のアンバ
ランスが大きくなると、カムローラー４によつて
上記カム１２を介してカム軸１１を両軸受９に押
し付ける力も大きくなる。

即ち、カム軸１１の回転摩擦力が大きくなり、
開弁方向に対して油圧力によつて上記回転摩擦力
に打勝つてカム軸１１を回転することができるけ
れども、閉弁方向の場合、上記コイルばね２０の
弾力に頼るので、実際上、有効適切に作動しない
おそれがある。

又一方、蒸気加減弁装置２の弁体３ａに作用す
る蒸気アンバランス力は、蒸気加減弁装置２の弁
体３ａの開き始めのときが、この弁体３ａの前後
に作用する圧力差が大きいため、最も大きい影響
を受ける。

さらに又、上記コイルばね２０の弾力は、蒸気
加減弁装置２の全開時に大きくなり、この蒸気加
減弁装置２が閉弁するにつれて、バネ定数の割合
で減少し、蒸気加減弁装置２の全閉時に最も小さ
くなる。

このように、上記蒸気加減弁装置２の全閉近傍
では、カム軸１１の回転摩擦力がコイルばね２０
の弾力より大きくなり、開弁方向には、油圧力に
よつて作動するけれども、閉弁方向に対しては、
作動不能となるおそれがある。

本考案は、上述した事情に鑑みてなされたもの
であつて、シエルマウントタイプの蒸気加減弁の
開閉動作を円滑に、しかも、確実に作動制御する
ようにすると共に、併せて、油圧供給源に外乱を
与えることなく、既設の油圧供給源をそのまゝ使
用し得るようにしたことを目的とする蒸気タービ
ンの蒸気加減弁制御装置を提供するものである。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段及び作用） 本考案は、シリンダーの一端部に開弁ポート、
他端部に閉弁ポートを設けこれらいずれかのポー
トからシリンダー内に圧油を供給してシリンダー
内のピストンを駆動する油圧装置と、この油圧装
置の上部キヤビン内にコイルばねを上記ピストン
を押下げして閉弁動作を幇助するようにして介装
し、前記開弁ポートに接続され、しかも、前記ピ
ストンに係合された入力レバーによつて操作され
るパイロツト弁と、前記ピストンの動作をカムを
備えたカム軸の回動に転換する手段と、前記カム
の回動に追随して揺動するカムレバーに加減弁ロ
ツドを介して係合される弁体とを備えた蒸気加減
弁制御装置において、前記閉弁ポートには逆止弁
およびオリフイスを介して圧油が供給される切換
パイロツト弁を接続し、さらに、この閉弁ポート
と前記切換パイロツト弁を接続する径路にリリー
フ弁および一端が大気開放された逆止弁を設け、
シエルマウントタイプの蒸気加減弁の開閉動作を
円滑にして確実に作動制御すると共に、油圧供給
源に外乱を与えないようにしたものである。

（考案の実施例） 以下、本考案をシエルマウントタイプの蒸気加
減弁制御装置に適用した図示の一実施例について
説明する。

なお、本考案は、上述した具体例と同一構成部
材には、同じ符号を付して説明する。

第３図において、符号１は、蒸気タービンにお
けるタービンケーシングであつて、このタービン
ケーシング１の一部には、蒸気加減弁装置２が直
接に設置されており、この蒸気加減弁装置２にお
ける加減弁ロツド３の弁体３ａは、上記タービン
ケーシング１の弁座１ａに開閉自在に設けられて
いる。又、この蒸気加減弁装置２の一部には、カ
ムローラー４を有するカムレバー５の一端部が支
軸６で回動自在に枢着されており、上記加減弁ロ
ツド３に直交する位置の上記カムレバー５は、こ
の加減弁ロツド３をピン軸７によつて軸支されて
おり、しかも、この加減弁ロツド３の上部と上記
蒸気加減弁装置２のケース２ａとの間には、伸張
性のコイルばね８が上記弁体３ａを弁座１ａに押
圧し得るようにして介装されている。

一方、上記カムローラー４の下位に位置する静
止部材には、一対の軸受９が設けられており、こ
の両軸受９には、ピニオン１０を有するカム軸１
１が回動自在に軸装されている。また、このカム
軸１１には、カム１２が軸着されており、このカ
ム１２は、上記カムローラー４を上記支軸６の周
りに押動し得るようにして当接されている。さら
に、上記ピニオン１０には、ラツク１３が噛合し
ており、このラツク１３の下端部には、油圧装置
１４のピストンロツド１５が連結されている。さ
らに又、上記ピストンロツド１５には、入力レバ
ー１６が略水平にして設けられており、この入力
レバー１６の中程には、パイロツト弁１７の弁棒
１８が連結されている。又、上記パイロツト弁１
７のシリンダー１７ａの中程には、供給口ａが穿
設されており、上記シリンダー１７ａの下部に
は、吐出口ｂが穿設されている。さらに、この吐
出口ｂには、供給パイプ１９が上記油圧装置１４
のシリンダー１４ａの開弁ポート１４ｂに接続さ
れている。さらに又、上記油圧装置１４によるシ
リンダー１４ａの上部キヤビン内には、コイルば
ね２０が介装されており、このコイルばね２０は
上記ピストン１５ａを押下して閉弁動作を幇助す
るようになつている。

他方、上記入力レバー１６の一部には、上記パ
イロツト弁１７に並設された切換パイロツト弁２
１の弁棒２２が連結されており、この切換パイロ
ツト弁２１のシリンダー２１ａの中程には、給油
管２３には、オリフイス２４及び逆止弁２５が付
設されており、給油時の油量を制御すると共に、
逆止弁２５によつて逆流しないようになつてい
る。又、上記切換パイロツト弁２１のシリンダー
２１ａの上部には、吐出口２１ｂが穿設されてお
り、この吐出口２１ｂには、給油ライン２６が上
記油圧装置１４によるシリンダー１４ａの閉弁ポ
ート１４ｃに接続されている。さらに又、上記給
油ライン２６の一部には、逆止弁２７及びリリー
フ弁２８が付設されており、上記シリンダー１４
ａの圧油は、給油ライン２６のリリーフ弁２８を
通して還流するようにすると共に、緊急閉弁時に
は、大気圧が逆止弁２７を通して上記油圧装置１
４のシリンダー１４ａ内に流入するようになつて
いる。

従つて、蒸気加減弁装置２の閉弁時、入力レバ
ー１６の一端部を下方へ押圧すると、最初に、切
換パイロツト弁２１の弁棒２２はシリンダー２１
ａ内を降下して吐出口２１ｂを閉弁するから、給
油ライン２６への給油は遮断される。この場合、
第４図のグラフのα曲線に示されるように、上記
油圧装置１４への押圧力は弁リフトのＸ点で力
F₁まで降下する。なお、このグラフにおけるβ
曲線は上記コイルばね２０の閉鎖力を示し、γ曲
線は、カム軸１１の回転摩擦力を示す。

しかして、上記入力レバー１６の一端部を、さ
らに、下方へ押圧すると、パイロツト弁１７の弁
棒１８は、シリンダー１７ａ内を降下してその吐
出口ｂを開口するから、上記シリンダー１７ａの
供給口ａから流入した圧力流体は、供給パイプ１
９から開弁ポート１４ｂを通して上記油圧装置１
４のシリンダー１４ａの下部キヤビン内に流入し
てピストンロツド１５のピストン１５ａをコイル
ばね２０の弾力に抗して上方へ押上げると同時
に、上記シリンダー１４ａの上部キヤビンの流体
は、閉弁ポート１４ｃから、給油ライン２６上の
リリーフ弁２８を通して還流する。

他方、上記ピストンロツド１５が押上げられる
と、これと一体のラツク１３も共に扛上するの
で、このラツク１３に噛合するピニオン１０は、
反時計方向に回動する。すると、このピニオン１
０と一体のカム軸１１のカム１２は、カムローラ
ー４を上方へ押上げるから、このカムローラー４
と一体のカムレバー５は支軸６を中心に回動し、
これによつて、蒸気加減弁装置２の加減弁ロツド
３を押上げ、この加減弁ロツド３の弁体３ａを弁
座１ａから離間して開弁し、蒸気タービンへ供給
するようになつている。

又一方、上記蒸気加減弁装置２の閉弁時、上記
入力レバー１６の一端部を上方へ押上げることに
より、前述した逆の順序で蒸気加減弁装置２の弁
体３ａを弁座１ａに当接して閉弁するようになつ
ている。

即ち、弁体３ａを開動作させる場合、上記入力
レバー１６の端部へ開信号変位を与えることによ
り、パイロツト弁１７の供給口ａ、吐出口ｂが通
油し、ピストン１５ａの下部へ圧油が供給され、
ピストン１５ａが上昇運動して、これにより、カ
ム軸１１が回転してカムレバー５を介して弁体３
ａを開弁する。

一方、弁体３ａを閉動作させる場合、入力レバ
ー１６の端部に閉信号変位を与えることにより、
吐出口ｂがドレンへ継ながり、ピストン１５ａの
下部油圧が減少し、コイルバネ２０の蓄勢弾力に
より、ピストン１５ａが下方へ押し下げられる。
これにより、上記カム軸１１が回転し、カムレバ
ー５を介して弁体３ａは閉弁する。

つまり、上記コイルバネ２０は、弁閉動作させ
るとき、ピストン１５ａを押し下げる役目のもの
である。そして、このコイルバネ２０は、その閉
弁動作時、カム軸１１を回転する回転力をこのコ
イルバネ２０で行うものである。

なお、上記閉弁動作時のカム軸１１の回転トル
クは、弁体３ａの弁リフトが小さくなればなるほ
ど、蒸気出入口の差圧によるアンバランス力が大
きくなることにより、カムレバー５を介してカム
軸１１を押し付ける力も大きくなり、その結果と
してカム軸１１の回転トルクも大きくなる。

したがつて、仮令、弁体３の微少開度のときの
回転トルクに対し、上記コイルバネ２０の弾力が
不足した場合、弁体３を全閉動作できなくなるお
それがあるので、本考案は、上述した構成を採用
したものである。

又一方、タービン運転続行困難な非常事態に
は、弁体３ａを速かに急閉動作させる必要があ
る。

このような場合、カムレバー１６の端部に急閉
弁信号変位が入力され、パイロツト弁１７の吐出
口ｂが全開となり、上記ピストン１５ａの下部油
が排出される。すると、このピストン１５ａが急
閉弁動作し、これにつれて、カム軸１１も急閉弁
動作する。

ところが、ピストン上部へは切換パイロツト弁
２１の入力部のオリフイス２４を介して圧油が供
給されるけれども、このオリフイス２４の絞りに
より、ピストン上部へ供給される油量は少く、ピ
ストン１５ａの閉動作速度に伴うピストン上部室
の容積変化量より少いものとなり、ピストン上部
は真空状態になる。すると、ピストン１５ａの閉
弁動作を鈍化させることになり、急閉弁動作がで
きなくなつてしまうので、このような真空状態を
避けるべく、上記逆止弁２７を設け、この部分よ
りエアを吸引できるようにしてある。

次に、第５図に示される本考案の他の実施例
は、弁棒２２を入力レバー１６に接続する代り
に、この入力レバー１６の動作に連動する電磁石
２９を切換パイロツト弁２１に付設したものであ
り、上述した具体例と同じ構成をなすものであ
る。

又、第６図に示される本考案の他の実施例は、
第５図に示される実施例の変形例であつて、これ
は、パイロツト弁１７の弁棒１８を入力レバー１
６の位置よりも上位に延設し、この弁棒１８の上
端部に位置する静止部材に、例えば、リミツトス
イツチ又は作動トランスによる動作検出器（オン
ポートセンサー）３０を付設したものであり、こ
れによつて、パイロツト弁１７が正常に作動して
いることを検出するようにしたものである。

〔考案の効果〕

以上述べたように本考案は、上述した構成及び
作用を備えているので、大型容量の蒸気タービン
における蒸気加減弁制御装置として使用できるば
かりでなく、油圧装置のコイルばねが折損したと
きでも、有効に作動することができると共に、構
成も切換パイロツト弁を付設するものであるか
ら、既設の装置にも組込むことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、既に提案されている蒸気
タービンにおける蒸気加減弁制御装置の各斜面
図、第３図は、本考案による蒸気加減弁制御装置
の斜面図、第４図は、本考案に組込まれる切換パ
イロツト弁を使用した弁リフトの関係を示すグラ
フ、第５図及び第６図は、本考案の他の実施例を
示す各図である。 １……タービンケーシング、２……蒸気加減弁
装置、５……カムレバー、１２……カム、１４…
…油圧装置、１６……入力レバー、１７……パイ
ロツト弁、１８……弁棒、１９……供給パイプ、
２０……コイルばね、２１……切換パイロツト
弁、２２……弁棒、２３……給油管、２４……オ
リフイス、２５……逆止弁、２６……給油ライ
ン、２７……逆止弁、２８……リリーフ弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダーの一端部に開弁ポート、他端部に閉
   弁ポートを設け、これらいずれかのポートからシ
   リンダー内に圧油を供給してシリンダー内のピス
   トンを駆動する油圧装置と、この油圧装置の上部
   キヤビン内にコイルばねを上記ピストンを押下し
   て閉弁動作を幇助するようにして介装し、前記開
   弁ポートに接続され、しかも、前記ピストンに係
   合された入力レバーによつて操作されるパイロツ
   ト弁と、前記ピストンの動作をカムを備えたカム
   軸の回動に転換する手段と、前記カムの回動に追
   随して揺動するカムレバーに加減弁ロツドを介し
   て係合される弁体とを備えた蒸気加減弁制御装置
   において、前記閉弁ポートには逆止弁およびオリ
   フイスを介して圧油が供給される切換パイロツト
   弁を接続し、さらに、この閉弁ポートと前記切換
   パイロツト弁を接続する径路にリリーフ弁および
   一端が大気開放された逆止弁を設けたことを特徴
   とする蒸気タービンの蒸気加減弁制御装置。